Debiutował jako reżyser w 1959 komedią Sto kilometrów (1959). W latach 1960-1962 ukazały się kolejne trzy komedie w jego reżyserii: I piaceri dello scapolo (1960), I soliti rapinatori a Milano (1961) oraz Una domenica d'estate (1962). Następnie rozpoczął pracę dla stacji telewizyjnej Rai. Do kręcenia filmów fabularnych powrócił w 1967 spaghetti westernem Śmierć jeździ konno (1967).
W latach 1967-1972 Giulio Petroni wyreżyserował pięć spaghetti westernów, które spotkały się z uznaniem. Oprócz Śmierć jeździ konno i Tepepa, nakręcił również E per tetto un cielo di stelle (1968), Noc węża (1969) oraz La vita, a volte, è molto dura, vero Provvidenza? (1972).
Po wycofaniu się z branży filmowej pod koniec lat 70. zwrócił się ku pisaniu powieści i esejów. W 1986 zdobył Nagrodę literacką im. Giuseppe Dessì za powieść.
Filmografia
Reżyser i scenarzysta
Sto kilometrów (La cento chilometri, 1959)
Noc węża (La notte dei serpenti, 1969) Non commettere atti impuri (1971) La vita, a volto, è molto dura vero provvidenza?